Prototyp Starship SN4 provedl už dva zážehy Raptoru, nosná raketa Super Heavy nakonec bude mít 31 motorů
Testování prototypu Starship SN4 pokračuje – kosmická loď poprvé absolvovala tankování metanem a nakonec také úspěšný zážeh motoru Raptor. Další na řadě by měl být krátký let do výšky 150 metrů. Elon Musk zároveň prozradil, že podoba nosné rakety Super Heavy byla přepracována.
Prototyp kosmické lodi Starship s označením SN4 byl vyroben v areálu SpaceX v jižním Texasu a 27. dubna absolvoval obávanou kryogenní zkoušku s kapalným dusíkem. Ta se stala osudnou všem předchozím prototypům, ale tentokrát byla úspěšná. SpaceX tak mohlo poprvé postoupit do další fáze testování, která zahrnovala instalaci raketového motoru Raptor a provedení zkušebního zážehu. Starship SN4 se tak stala prvním prototypem lodi, který byl vybaven motorem a podstoupil tankování metanem a kyslíkem. Při tlakových zkouškách se totiž z bezpečnostních důvodů používá dusík, u kterého díky jeho netečnosti nehrozí exploze v případě nějakého selhání.
Prototyp Starship SN4 po přesunu na rampu v Boca Chica (Zdroj: Elon Musk)
SpaceX tedy po kryogenní zkoušce SN4 na loď nainstalovalo jeden Raptor (původně se mělo za to, že prototyp dostane tři motory) a 4. května došlo k prvnímu plnění nádrží metanem a kyslíkem. Technici poté narazili na problém s příliš vysokou teplotou metanu, ale o pár hodin později přeci jen nějaký test proběhl. Spekuluje se, že šlo o zkušební roztočení turbočerpadel motoru (spin prime test). V úterý 5. května SpaceX provedlo test spalovací předkomory (preburner) a o dvě hodiny později se u rampy ozvala varovná siréna. Ta signalizovala blížící se statický zážeh a sloužila jako upozornění pro hrstku zbývajících obyvatel v nedaleké vesničce Boca Chica. Těm bylo doporučeno, aby po zaznění sirény opustili své domovy, jelikož jim potenciálně hrozilo zranění v případě výbuchu Starship na rampě, který by mohl rozbít okna v okolí. Statický zážeh ale nakonec neproběhl, protože byl zřejmě na poslední chvíli přerušen. Nutno dodat, že SpaceX se k průběhu testování nijak nevyjádřilo, takže celý tento odstavec je do jisté míry spekulací vycházející z dění, které jsme měli možnost vidět na rampě díky neoficiálním webkamerám.
Každopádně SpaceX nakonec zřejmě vychytalo všechny mouchy a další den úspěšně provedlo krátký statický zážeh hned na začátku testovacího okna, konkrétně 6. května v 03:57 SELČ. Raptor hořel asi 3 sekundy a po jeho zhasnutí jsme si všichni mohli oddychnout, že Starship SN4 byla stále v jednom kuse. Úspěšný zážeh pak na Twitteru potvrdil také Elon Musk. Hned následující den pak SpaceX provedlo další několikasekundový statický zážeh, který proběhl 7. května kolem 09:39 SELČ.
Druhý zážeh se od prvního podle Elona Muska lišil tím, že při něm nebylo palivo čerpáno z hlavní metanové nádrže, nýbrž z malé kulovité nádrže umístěné uvnitř. K čemu tato menší nádrž slouží, jsem popsal v nedávném článku:
Další novinkou u Starship SN4 je přítomnost malé přistávací nádrže („header tank“) uvnitř hlavní metanové nádrže. Tato malá koule bude obsahovat palivo vyhrazené pro přistání lodi. Na rozdíl od hlavní nádrže totiž bude až do zahájení přistání plná, což znamená, že během fází letu ve stavu beztíže nehrozí vznik bublin, které by mohly poté vést k problémům před přistáním při jejich nasátí motorem. Další přistávací nádrž bude umístěna ve špičce následujících prototypů Starship a bude obsahovat kyslík.
Metanová přistávací nádrž na prototypu Starship SN4 (Foto: Elon Musk)
Další zajímavostí je, že po druhém zážehu zhasla fléra, která normálně spaluje odpouštěný metan. Jelikož se jedná o skleníkový plyn, který je několikanásobně horší než oxidu uhličitý, metan se pokud možno nevypouští přímo do atmosféry, a místo toho se spaluje. Zhasnutí fléry nebylo záměrné, ale SpaceX už má plán, jak tomu zabránit do budoucna. Elon Musk po čtvrtečním zážehu vysvětlil, že firma bude už za pár týdnů upouštěný metan zkapalňovat pro další použití pomocí solární energie. Fléra už tím pádem nebude potřeba.
Metanová fléra před druhým statickým zážehem SN4 a po něm (Zdroj: LabPadre / ElonX)
Otázkou zatím zůstává, jaký bude další krok pro Starship SN4. Provede SpaceX rovnou skok do výšky 150 metrů, nebo ještě předtím provede další zážehy? Společnost ještě nemá povolení Federální letecké správy pro provedení skoku, avšak Elon Musk doufá, že bude možné použít povolení FAA z loňského letu Starhopperu, který byl velice podobný. I kdyby ale SpaceX povolení mělo už teď, Elon Musk na konci dubna odhadoval, že Starship SN4 bude ke skoku připravena až „za pár týdnů“. Důvodem by mohlo být například to, že prototyp zatím není vybaven manévrovacími tryskami. Ty budou pro skok potřeba, protože jeden Raptor neumožňuje kontrolu nad strojem ve všech osách.
Pohled na spodní část Starship SN4 s nainstalovaným motorem Raptor (Foto: Elon Musk)
V souvislosti s tím stojí za zmínku, že Raptor je nainstalován mírně mimo střed lodi, jelikož motorová sekce je navržena pro tři motory v trojúhelníkové konfiguraci. Ty by normálně byly zapáleny všechny najednou a společně poskytovaly tah optimálním směrem. Když je ale nainstalován jen jeden motor, tak nikdy nemůže být přesně uprostřed. Během letu tak motor bude muset tuto skutečnost kompenzovat pomocí naklánění trysky. Finální Starship určená pro orbitální lety bude vybavena celkem šesti Raptory – třemi atmosférickými a třemi vakuovými. Elon Musk aktuálně prozradil, že testování prvního exempláře vakuové varianty Raptoru by mělo začít zhruba za měsíc.
Zatímco Starship SN4 čeká na povolení k prvnímu letu, SpaceX už vyrábí další prototypy. Skládání exempláře SN5 už značně pokročilo a je už vyrobeno také několik komponentů pro SN6. Jeden či oba tyto prototypy by už měly dostat také aerodynamickou špičku a řídící plochy, což jsou prvky potřebné k provedení delších testovacích letů do výšky několika kilometrů. Některý z budoucích prototypů by také mohl dostat plošší vrchlíky nádrží, neboť ty současné jsou podle Elona Muska „příliš špičaté“. Nová verze má být plošší, čímž by vznikl další prostor pro pohonné látky.
Possibly even flatter!
— Elon Musk (@elonmusk) May 6, 2020
Elon Musk mluvil také o vývoji dalších komponentů systému Starship, který se kromě kosmické lodi skládá také z 70metrové nosné rakety Super Heavy. SpaceX se zatím zaměřuje na loď, jelikož je to nejkomplikovanější prvek, ale podle Muska se pomalu rozjíždějí také práce na návrhu Super Heavy.
Neoficiální představa původně plánované podoby nosné rakety Super Heavy (Autor: Sam Taylor)
Raketa měla původně mít až 37 motorů Raptor a jednoduché aerodynamické plochy, které by zároveň sloužily jako přistávací nohy. Musk ale nyní uvedl, že došlo k úpravám a Super Heavy bude mít „jen“ 31 Raptorů. Nejobtížnější částí rakety prý bude spodní část nádrže, ke které bude připojeno oněch 31 motorů. Super Heavy navíc nově nebude mít aerodynamické řídící plochy a přistávací nohy nakonec mají být podobné těm na aktuálním prototypu Starship SN4. U něj jsou nohy schované v motorové sekci a před přistáním se vyklopí ven:
So Elon recently posted a bunch of closeups of the SN3 #Starships's underbelly.
In the photos you can see parts of the landing leg assembly, so I spent couple of hours trying to visualize how they might work.@elonmusk is this even remotely close? pic.twitter.com/Oq8YWaMuil— Kimi Talvitie (@kimitalvitie) April 1, 2020
Podpořte projekt ElonX
- Mise Starlink 10-9 - 25. 7. 2024
- Mise Starlink 9-4 - 20. 7. 2024
- Daily Hopper: Nehoda Falconu 9 a problémy Starlineru - 19. 7. 2024
Jak to tak čtu, dostal jsem chuť na “Zápas s nebem” od Trosky, jdu se prohrabat knihovnou 😉
Ja mu fandím,aspoň čosi robí.Nech sa mu darí.Len tie cesty Mesiac-Mars.Radiácia.Ochrana takmer žiadna,nevyskúšané pomaly nič.Aby to stihli sa pod povrch schovať.Ten Mars je asi maximum,na hrane pre ľudí.Prví astronauti budú pokusní králici.
Myslím max. pre terajšie technológie a ľudí.Ďalej sa musí upgradovať jedno alebo druhé.Inak,ten americký astronaut,čo bol vo vesmíre 1 rok.Čo má dvojičku.70 % zdravotných problémov sa mu dalo do poriadku,zvyšok mu ostal navždy.A to nebol v plechovke za našou magnetosférov.Bude to zaujímavé ale budú musieť ísť rýchlo šup šup pod povrch,lebo tam pokapú ak neskapú po ceste alebo po pristání.God luck!
Radiace tě nezbije hned. Jen se holt nedožiješ 80 let ale třeba 60 let, záleží na kolik toho schytáš. Rozdíl mezi horníkem dobrovolně dýchající karcinogení uhlelný prach v dolech a prvními osadníky Marsu nebude žádný. Obě skupiny si dobrovolně zkracují život, jenom ti horníci pomáhají spalovat uhlený bordel a snižují délku života i tisícům ostatních lidí v okolí co to musí dýchat, nemluvě o poškozování klimatu všem obyvatelům planety.
Prostě srábci co se bojí riskovat Mars kolonizovat nebudou, s tím se smiř. Není náhoda že SpaceX je v USA. Se podívejte na závěrečná slova jejich hymny: “land of the free and home of the brave”… země svobodných a domov statečných. SpaceX bude na Marsu přistávat dřív než by stejná firma dostala v EU povolení na start Starhopperu….
jej elon bol na joe roganovi : 2 hodinove interview na youtube:: https://www.youtube.com/watch?v=RcYjXbSJBN8
V článku padla zmínka o tom,že sn4 nemá manévrovací trysky.
Osobně tam jednu vidím.
Nemá, jedna tam síce je ale je odpojená a pripojený je len ventil tej trysky.
Ohledně testování tlaku – pokud si to pamatuju dobře, tak SN4 byla testována na nižší tlak, než ty předchozí. Na statické testy, které probíhají v tuto chvíli, to určitě postačuje, ale na finální Starship by to bylo nedostatečné.
Osobně bych si s ohledem na tohle tipnul, že poté, co proběhnou potřebné testy Raptorů a budou mít dostatek dat pro první skok SN5, tak dojde k další tlakové zkoušce, tentokrát záměrně destruktivní, aby zjistil, kam až se posunuli s kvalitou svarů a co reálně současné provedení vydrží.
To sa už deje, včera bol odstránený Raptor a znova osádzajú stolicu s piestami pre simulovanie ťahu. SN-5 má tak 2 týždne k dokončeniu ak nie mene, teda už by mohli mať potrebné povolenia pre skoky ktoré podľa žiadosti majú platiť od 20. mája.
Nevíte někdo jestli už tady používají dotlakování nádrží pomocí CH4 a O2 z motorů, nebo pořád používají nádrže s heliem? Starhopper ještě používal helium…
Dobrá otázka, jelikož na bocích byly černé pravděpodobně tlakové nádoby, tak nevím, ale myslím si, že pokud by tlakovali ne motory, tak nebudou používat helium, ale spíš stlačený kyslík a metan.
Co takhle možnost,že jsou černé nádrže používany hlavně na ovládání klapek a ventylu?
Mě kdyby za barákem stavěli super raketu která má lidstvo dopravit na Mars tak bych určitě nespal:D
Ale mám dojem že už dřív jsem tady někde četl že ty baráky okupují beztak jenom fanoušci spacex.
Nebude mít ubrání šesti motoru příliš negativní vliv na nosnost? Ale zase lepší menší nosnost když to bude fungovat.
Chtěli by Raptor vylepšit až na nosnost 250 tun, takže ubrání by moc nevadilo, s 31 Raptorama by měli ještě vyšší nosnost trochu.
Dopad do nosnosti je poměrně složitá věc … celkový tah ovlivňuje dostupné zrychlení (a tím gravitační ztrátu – méně tahu, znamená méně zrychlení, což znamená delší dobu v menší rychlosti … a tím má gravitace více času tě okrádat o energii)na druhou stranu – odebrání pár motorů – znamená, že budeš lehčí (takže tě gravitace bude obírat o méně energie) a ostatní motory budou moct běžet o něco déle (zjednodušeně – každých 5 sekund běhu na 31 motorů místo 37, ušetří palivo na další 1 sekundu letu… )… a pak se do toho začne plést Ciolkovski a jeho rovnice …
Ale tam se toho mění poměrně hodně. Tah raptoru se různě mění (vylepšuje se), uvažuje se o nějakých zjednodušených variantách raptorů s menší možností regulace, ale zase s vyšším tahem a tak.
Takže … teď bych to asi nechal na tom, že vědí, co dělají.
Pokud jde o ten vyosený motor, tak to není až tak neobvyklé, třeba STS takto pokaždé startoval, protože většinu tahu dávaly SRB a proto hlavní motory měly směr tahu nastavený šikmo, aby to kompenzovaly, je to krásně vidět ihned po startu. Stejně tak to má tuším nějaká verze Atlasu, která může mít jen jeden blok SRB a vypadá to sice divně, ale funguje to, takže toho bych se nebál a navíc získají data do budoucna pro případy výpadku motoru.
“Další novinkou u Starship SN4 je přítomnost malé přistávací nádrže („header tank“) uvnitř hlavní metanové nádrže. Tato malá koule bude obsahovat palivo vyhrazené pro přistání lodi. Na rozdíl od hlavní nádrže totiž bude až do zahájení přistání plná, což znamená, že během fází letu ve stavu beztíže nehrozí vznik bublin, které by mohly poté vést k problémům před přistáním při jejich nasátí motorem. Další přistávací nádrž bude umístěna ve špičce následujících prototypů Starship a bude obsahovat kyslík.”
Toto se mi moc nezdá, podle mě jsou za tím spíš jiné důvody. Pokud totiž bude SS přistávat, bude se pohybovat poměrně dlouho ve stavu tíže/gravitace a tudíž bublinky jaksi moc nebudou. Podle mě je problém spíš jinde, pokud totiž bude SS na oběžné dráze, tak po vypnutí motorů si palivo/okysličovadlo bude dělat co chce No v těch obrovských nádržích docela hodně bublin. Abyste takto mohli nastartovat motory a vytvořit de facto umělou gravitaci, tak musíte mít odkud brát. V praxi se to děláš tak (toto neplatí pro manévrovací motory apod., které mají nádrže s membránou za kterou je většinou hélium, který pak vytlačuje dané médium z nádrže a tak tam nikdy bubliny vzniknout nemůžou), že se nejdříve pustí manévrovací motorky, které vytvoří malé přetížení, palivo si sedne dolů a pak se můžou spustit velké motory. Tady u SS to jo vzhledem k velikosti nádrží docela problém, takže asi vyřešili takto. Navíc po najetí motorů už mohou zase brát z velkých nádrží a ty malé doplnit pro další použití.
Prosím toto je jen můj názor proč asi postupují tímto směrem. Děkuji za pochopení.
Objem te “kulove nadrze” neni nejak moc velky.Takze tvuj koment daval smysl i z hlediska spotreby 🤔
Prave ze bude mit nekolik funkci. Od bezproblemoveho opetovneho zazehu ve vakuu,jako rezervy paliva pro pristani.Vcetne vahoveho balastu pro maximalne osove rozdeleni vahy behem pristavani na bricho a nasledne dosednuti na zad.
Já bych to asi nenazýval rezervou, to je ještě něco jiného, ale jinak souhlas s tím co píšete, tak nějak to asi bude.
Ne – je to palivo na celý přistávací manévr (od deorbitu po přistání).
Důvody jsou vcelku jednoduché:
1) udržovat delší dobu 13m3 zkapalněného metanu v nádobě o objemu 600m3 … není prakticky možné. Něco podobného platí pro kyslík (15m3 v nádobě 800m3).
2) samozřejmě menší nádoba se výrazně lépe tlakuje (ale to je řekněme marginální problém, natlakovat umíme i velkou … ale zase není dobré podceňovat hmotnost plynu potřebného na natlakování takových prostor).
3) je tam méně prostoru, aby se to palivo někam “zatoulalo” – na velkou nádrž by prakticky nedokázali spustit motory při samotném landing burn. Uvědom si jak je ta loď při přistání orientovaná a kde tak asi to palivo bude… (pro představu si vem půllitrovou pet lahev s tím širším hrdlem a hoď do ní kuličku velikosti tak tak velké jako je hrdlo) a pak si s tím přehrej přistávací manévr … letí to po břiše a brzdí to “břichem” … takže veškeré to malé množství paliva by bylo na přední zdi… jenže ty potřebuješ spuštěné motory už na to, abys pořádně udělal tu kaskadérskou otočku z břichem na motorama napřed… (nehledě na to, že ani po té otočce by ti to dolů nesteklo).
(Tyto důvody neplatí pro F9 ani pro SH – ty se vracejí okamžitě, a celou dobu se pohybují “po motorech” – takže je ty problémy 1 a 3 netrápí).
1) Aha, takže když poletí třeba na Měsíc a pak zpátky, tak to palivo jako bude kde? Nebo jim na ten let zpátky bude stačit taky to co bude v těch malých nádržích? To asi ne že? Jinak ano to s tím udržováním je správně, ale právě proto je ta měsíční verze SS bílá, protože potřebujete to palivo udržet chladné po mnohem delší dobu. Ale i tak s tím asi ještě budou bojovat.
2) Ano, ale tím to asi nebude, tlak bude už jen od toho vypařování dost velký.
3) Ano, ale o tom to vůbec nebylo, protože toto se dá řešit i jinak, kdežto spuštění motorů ve stavu beztíže moc jinak elegantně řešit nelze.
Myslím že jsem tu zaslechl také názor, že nádrže pro přistání jsou oddělené také proto, že před aerobrakingem se vypustí z těch hlavních zbylé palivo aby byla Starship lehčí a působilo tak menší tření při návratu o atmosféru
.
Invc uvádí problémy které by musel mít i F9, což nemá. Sacích hrdel tam bude víc a jejich inteligentní řízení přes ventily je naprosto primitivní věc.
Kulové nádrže u Starship mají víc super důležitých funkcí, které se F9 ani netýkají:
1) Elon počítá s metanovými manévrovacími tryskami jako náhrada nebo záloha dusíkových, takže potřebuje oddělené nádrže s okamžitě přístupným palivem.
2) Což je výhodné ale nikoliv nutné i pro start velkých motorů, protože to se u F9 taky dá řešit jinak, Např. třeba horní stupeň F9 je opakovatelně restartovatelný i ve stavu beztíže a nějaké problémy s palivem v téměř prázdné nádrži nemají.
3) malá kulovitá nádrž může snáze obsahovat membránu, která by ve velké nádrži nebyla možná
4) slouží to k vyvážení těžiště lodi během re-entry
5) pro přistání na měsíci budou potřebovat menší metanové motory v horní části směřující dolů po úhlem cca 45° aby nevířili prach a mohli hladce dosednout. Není vyloučeho že něco podobného budou muset mít i pro přistání na Marsu. Pokud budou umět měnit jejich úhel, tak můžou regulovat vertikální tah lodi i za hranici regulovatelnosti motorů. Čím blíže 90° tím více se bude jejich tah navzájem rušit.
6) silné metanové manévrovací motory v horní části budou nutné proti převrácení, pokud na Marsu nebo na mořské plošině bude bouře. Hlavně s lidskou posádkou na Marsu a s nákladem v horní části to bude hodně vratké. Pak to bude moct létat téměř za každého počasí a steně bezpečně jako běžné letadla, což je Muskův záměr.
Falcon jde na přistání motory napřed a brzdí o atmosféru, všechno zbývající palivo jde setrvačnosti na dno nádrže, starship bude brzdí břichem, takže palivo by šlo na stěnu, a tahle orientace bude až do náběhu motorů
Pořád je to stejny problém?
Malé nádrže ale mají hlavně držet zásobu pro přistání na Marsu ve stabilních podmínkách
Ne, před přistáním booster F9 letí skoro naplocho aby co nejvíce snížil rychlost před přistávacím manévrem a ušetřil tak palivo. Mít druhé sací hrdlo na břiše je primitivní věc.
Starship bude dělat úplně stejný manévr. Takže ano, je to stejný problém a tedy kulové nádrže mají jiné důležité opodstatnění popsané výše.
Achjo… kde zase začít. Druhé sací hrdlo je nesmysl. Natož na břiše.
1) Pokud by chtěli mít druhé “sání” na břiše… muselo by být ve steně nádrže. A jelikož to je zároveň jen 4mm tlustý plášť rakety, tak by muselo vést ven. Takže by trubka musela být jednak vidět (což není) a druhak je to přímo uprostřed na návětrné straně, musím pokračovat výkladem o tepelném štítu?
2) Narozdíl od spodku, který má v podstatě tvar nálevky, břicho má tvar koryta… takže zatímco u prvního dokážeš úpravou působení sil nasměrovat palivo do toho jednoho místa, u břicha skončíš rozložený v dlouhém “korytu”… (nalij trochu vody do lahve a polož ji na bok).
3) Výstup z nádrže, kterým má téct 1+ tuny média za sekundu) je všechno možné jen ne jednoduchá díra ve zdi. Je kolem toho spousta matematiky a modelování, a výsledkem je “zařízení”, jehož účelem je zajistit, aby nenabralo plyn a zároveň aby byla třeba pouze minimální rezerva odebíraného média pro spolehlivý provoz (co nejnižší rezervní hladina). Takže tam jsou různá opatření, která zabraňují tvorbě víru, šplouchání atd. (to je pravděpodobně i důvod, proč je kolem té malé nádrže ta “vlnová květinka”. (V nádrží jsou i další opatření, některá byla vidět pro destrukci posledního prototypu, ale to je ted vedlejší). Tohle zařízení má nenulovou výšku. A s ohledem na tvar zdi vs dno by na zdi byla třeba podstatně větší rezerva paliva než dole…
A ad ten F9 – nikdy naplocho neletí. Vždyvse pohybuje motory napřed.
Palivo na návrat z Marsu má Starship natankovat na Marsu asi vč. přistávacích nádrží.
Měsíc je poměrně specifický případ, a ty problémy, které jsem popisoval, jsou tam trochu jinak.
Přistání na Měsíci bude s o velký kus větším množstvím paliva (palivo pro návrat), než s jakým se SS vrací na Zem. Zároveň je to po relativně krátké cestě (řádově dnů od tankování). To řeší problém “kapky v hrnci”.
A zároveň pro přistání nemusíš brát žádné ohledy na aerodynamiku – takže je ti jedno v jaké orientaci brzdíš (letíš po motorech narozdíl od Země a Marsu)… takže brzdění dělá s palivem přesně to, co potřebuješ.
Otázka je co myslíte tím zahájením přistávacího manévru, pokud stav beztíže, pak tím myslím jakékoli použití motorů ve stavu beztíže. Samozřejmě sekundární funkce je to vyvážení.
Primární účel je udržet palivo pro přistání dlouhodobě chladné (rozumej cestu na Mars) měly by být dost velké, aby stačily na přistání, velikost je dána tím, že bude jenom finální zážeh před dosednutím, nic vic
“Super Heavy navíc nově nebude mít aerodynamické řídící plochy”. Spíš bych je nazval stabilizační. O aktivní řízení tam nešlo, nebo se mýlím?
Jinak skvělý článek.
Popravdě význam těch ocasních ploch byl spíše zakrytování noh. Jinak to byly čistě pasivní prvky.
Cestou nahoru jsou zcela k ničemu (případný roll, řeší motory a plochy na SS) a cestou dolů jsou řídicí plochy vepředu (tj dole u motorů) výrazně méně účinné než vzadu (musely by být celkem velké, aby dosáhly mimo kapsu vytvořenou tupým spodkem lodi).